《傷病的社區(qū)康復》PPT課件

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1、第7章輸入輸出系統(tǒng)1主要內(nèi)容輸入輸出系統(tǒng)的特點和功能I/O端口及其編址方式基本輸入輸出方法中斷控制技術2§7.1輸入輸出系統(tǒng)概述主要內(nèi)容：I/O系統(tǒng)特點I/O接口與I/O端口的概念I/O端口的編址方式端口地址譯碼數(shù)據(jù)傳送方式3一、輸入輸出系統(tǒng)將CPU及主存以外的部分叫做輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出接口輸入輸出設備輸入輸出軟件4輸入輸出系統(tǒng)的特點復雜性異步性時實性與設備無關性5I/O接口I/O接口：負責將外設連接到總線上的一組邏輯電路的總稱。實現(xiàn)外設與主機之間的信息交換。6I/O接口要解決的問題速度匹配(Buffer)信號的驅動能力(電平轉換器、驅動器)信號形式和電平

2、的匹配(A/D、D/A)信息格式(字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀)時序匹配(定時關系)總線隔離(三態(tài)門)7接口的功能數(shù)據(jù)的緩沖與暫存信號電平與類型的轉換增加信號的驅動能力對外設進行監(jiān)測、控制與管理，中斷處理8二、I/O端口數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口控制端口端口I/O端口：接口中的寄存器9I/O端口CPU數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外設10I/O端口的編址方式統(tǒng)一編址獨立編址11端口與內(nèi)存的統(tǒng)一編址特點：指令及控制信號統(tǒng)一內(nèi)存地址資源減少內(nèi)存地址960KBI/O地址64KB00000HF0000HFFFFFH12端口的獨立編址特點：內(nèi)存地址資源充分利用能夠應用于端口的指令較少內(nèi)存地址I/O地址

3、00000HFFFFFHFFFFH0000H13端口的獨立編址8086總線A19-A0A15-A0MEMR、MEMWIOR、IOW、BHE存儲器輸入/輸出148086的I/O端口編址采用I/O獨立編址方式(但地址線與存儲器共用)；最小模式下由M/IO區(qū)分是訪問內(nèi)存還是訪問端口；最大模式下用總線控制器信號來區(qū)分訪問對象I/O操作只使用20位地址信號中的16位：A15～A0可尋址的I/O端口數(shù)為64K(65536)個I/O地址范圍為0～FFFFHIBMPC只使用了1024個I/O地址(0～3FFH)15三、I/O地址的譯碼目的：確定端口的地址參加譯碼的信號：IO

4、R，IOW，A15～A0OUT指令將使總線的IOW信號有效IN指令將使總線的IOR信號有效16I/O地址的譯碼當接口只有一個端口時，16位地址信號一般應全部參與譯碼，譯碼輸出直接選擇該端口；當接口具有多個端口時，則16位地址線的高位參與譯碼（決定接口的基地址），而低位則用于確定要訪問哪一個端口。17I/O地址的譯碼某外設接口有4個端口，地址為2F0H——2F3H，試將其與系統(tǒng)連接。18四、輸入輸出數(shù)據(jù)的傳送方式并行——一個數(shù)據(jù)單位同時傳送串行——數(shù)據(jù)按位傳送19§7.2基本輸入/輸出方法程序控制方式中斷方式傳送直接存儲器存取(DMA)無條件傳送查詢式傳送20

5、一、無條件傳送適用于總是處于準備好狀態(tài)的外設優(yōu)點：軟件及接口硬件簡單缺點：只適用于簡單外設，適應范圍較窄21無條件傳送例讀取開關的狀態(tài)；當開關閉合時，輸出編碼使發(fā)光二極管亮22DCPQD0D1輸出口地址38F3H輸入口地址38F0H+5V123二、查詢工作方式適用場合：外設并不總是準備好對傳送速率和效率要求不高對外設及接口的要求：外設應提供設備狀態(tài)信息接口應具備狀態(tài)端口24查詢工作方式優(yōu)點：軟件比較簡單缺點：CPU效率低，數(shù)據(jù)傳送的實時性差，速度較慢單一外設時的工作流程25超時?READY?與外設進行數(shù)據(jù)交換超時錯讀入并測試外設狀態(tài)YNYN傳送完？防止死循環(huán)

6、復位計時器NY26查詢工作方式例外設狀態(tài)端口地址為03FBH，第5位(bit5)為狀態(tài)標志（=1忙，=0準備好）外設數(shù)據(jù)端口地址為03F8H，寫入數(shù)據(jù)會使狀態(tài)標志置1；外設把數(shù)據(jù)讀走后又把它置0。試畫出其電路圖，并將DATA下100B數(shù)輸出27三、中斷控制方式特點：外設在需要時向CPU提出請求，CPU再去為它服務。服務結束后或在外設不需要時，CPU可執(zhí)行自己的程序優(yōu)點：CPU效率高，實時性好，速度快。缺點：程序編制較為復雜。28以上三種I/O方式的共性均需CPU作為中介：軟件：外設與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過CPU執(zhí)行程序來完成的（PIO方式）；硬件：I/O接

7、口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由CPU發(fā)出的。缺點：程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度（約為幾十KB/秒）29四、DMA控制方式特點：外設直接與存儲器進行數(shù)據(jù)交換，CPU不再擔當數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎?；總線由DMA控制器（DMAC）進行控制（CPU要放棄總線控制權），內(nèi)存/外設的地址和讀寫控制信號均由DMAC提供。30DMA控制方式DMAC外設接口CPUQRDMEMDACKHOLDHLDA…BUS控制信號31DMA控制方式的工作過程外設向DMA控制器發(fā)出“DMA傳送請求”信號DRQ；DMA控制器收到請求后，向CPU發(fā)出“總線請求”信號HOLD；CPU在完成

8、當前總線周期后會立即發(fā)出HLDA信號，對HOLD信號